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基于模糊控制的直流电机控制器设计
资料介绍
直流电动机具有输出转矩大，调速性能好，运行可靠等一系列优点，在化工，船舶，电力等行业有广泛的使用。直流电动机在启动时会产生10-20倍额定电流的启动电流，较大的启动电流不仅会使绕组由于过热而损坏，并且对电网造成冲击，污染电源。所以直流电动机在使用时要采用必要的控制设备。
本文设计了一种以IGBT为功率开关器件，使用Atmega64单片机作为控制芯片，采用直流斩波技术对直流电机进行控制的直流电机控制器，包含了电机软启动、电机调速和多种启动和运行保护功能于一体。该控制器采用模糊限流起动方式，以电机电枢电流作为闭环控制信号，经过模糊控制器推理运算，输出控制信号对IGBT的开通与关断时间进行控制。通过对IGBT的控制以实现电机两端电压的控制，限制电机电枢电流在启动时的大小，使其在期望值范围内完成启动。本设计采用双输入单输出的模糊控制策略，以电流偏差E和电流偏差率EC作为输入信号，IGBT驱动PWM的占空比大小为输出控制量。在电机正常运转时，通过对电机两端电压的控制来实现电机的转速控制。
本文完成了控制器样机的设计和实验。首先详细分析控制器原理和设计思路，接下来给出主电路、控制电路、驱动电路、检测电路、液晶显示电路、辅助电源电路等各部分的详细设计。软件部分设计包括系统主程序、软启动子程序、速度控制子程序、模糊控制子程序和AD转换程序设计。最后通过仿真和实验验证本文设计的电机控制器的可行性。
本设计的控制器实现了在直流电机起动过程中没有冲击电流且平滑的进入额定运行状态，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值、起动时间等。除此之外，此控制器在电机启动和运行时还具有多种保护功能，由此，从根本上解决了传统的直流电机控制设备的很多缺点。
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